Hi-Res Audio: наука, стоящая за числами

Слушать Hi-Res на небыстром мобильном интернете будет тяжело

Сегодняшний тест скорости в метро Москвы между станциями, центр города. Этого еле хватает для обычного стриминга, и то с задержками…

Для стриминга и потокового прослушивания треков в несжатых форматах требуется стабильная скорость интернета, превышающая 3 мегабита в секунду, желательно на порядок (30 мегабит). Казалось бы, в крупных городах России это не проблема: наши операторы ускоряют LTE с каждым годом. Но реальность сложнее.

Если вы активно передвигаетесь по городу, спускаетесь в метро, заходите в здания или просто живете неблизко к вышке связи, стримить Hi-Res музыку без прерываний будет тяжело. В том же метро Москвы скорости крайне нестабильны: например, на первой половине туннеля ловит 20 мегабит, а на второй – 1 Мбит/сек или сигнал вообще потерян. Эта нестабильность сделает Hi-Res стрим невыносимым, или не даст комфортно переключать треки друг за другом.

В многих домах, а особенно в новостройках, мобильный интернет работает гораздо хуже, чем на улице. Скорости в 1-2 мегабита, причем нестабильные, норма для всех четырёх операторов в РФ. Кому-то везет, но не всем. Но там обычно и Wi-Fi есть, в отличие от города.

Теоретический и абсолютный минимум в 3 мегабита, необходимый для Hi-Res аудио, подразумевает полное отсутствие разрывов соединения, что с мобильным интернетом маловероятно. Для нормальной буферизации в условиях слабого покрытия нужно будет хотя бы в несколько раз больше: 10-15 мегабит, а то и 30, чтобы при минутных потерях в скорости вы могли успеть дослушать трек.

Так что если Apple вообще разрешит стримить Hi-Res на мобильном интернете, будьте готовы к сложностям, которых раньше с Apple Music (или другими сервисами) не наблюдали. А клиентам некоторых операторов РФ (одного — особенно), возможно, вообще не получится насладиться «хайрезом» без Wi-Fi.

1-бит и шум

Как правило, этот формат имеет битовую глубину 1 бит. Поэтому уровнень шума значителен из-за ошибок квантования.

Для снижения уровня шума в низкочастотной слышимой области используется нойз-шейпинг. Нойз-шейпинг (noice shaping, управление формой спектра шума) — это перенос энергии шума из слышимой частотной области в область ультразвука.

Нойз-шейпинг (НШ) спектра 1-битного сигнала. Сигма-дельта модуляция

В левой части изображения спектр шума имеет уровень соизмеримый с уровнем 1-битного музыкального сигнала. Устройство (или цифровая обработка), называемое сигма-дельта модулятор, «выдавливает» энергию шума из слышимой частотной области 0 … 20 кГц в область ультразвука.

Когда такая 1-битная запись проигрывается, низко-частотный фильтр вырезает «усиленный» высокочастотный шум.

DSD DAC (декодер , демодулятор)

Таким образом, уровень шума 1-битного сигнала после нойз-шейпинга (сигма-дельта модуляции) становится сравнимым с уровнем шума мультибитного сигнала PCM (импульсно-кодовая модуляция).

То есть 1-битная сигма-дельта модуляция может иметь разрешение аудио одинаковое с мультибитным сигналом. Читайте подробности и смотрите видео здесь

Читайте DSD или FLAC >

10. Миф №4. В моем проигрывателе низкий (высокий) джиттер

Времена связанные с высоким цифровым джиттером относятся к 90-ым и началу 00-вых. Когда микросхемы были еще не такие «большие» по сложности схем и производители на всем экономили. Тогда существовала разница.

Именно в этом моменте последовательный ЦАП для SACD имел преимущество перед параллельными дешевыми ЦАП=). Но в те времена встречались даже ЦАП для CD, с разрядностью менее 16 бит =). Сейчас эти недостатки встречаются только в самой дешевой технике не имеющей к HI-FI никакого отношения. Хотя… это еще встречается в смартфонах =).

  • ТОП 15 лучших плееров;
  • ТОП 15 лучших звуковых карт;
  • ТОП 15 лучших наушников;

10. Редактирование DSD

Читайте основную статью о редактировании DSD >

DSD редактирование достаточно сложный процесс по причине модулирующего шума в области высоких частот. Нелинейные обработки могут привести к слышимым продуктам интермодуляционных искажений ультразвукового шума.

В настоящее время автор не располагает информацией о “естественной” (native) обработке аудио 1-бит (например: изменение уровня, ресемплинг и пр.) без конвертации 1-бит в мильтибитный формат и обратно. Кроме слияния/разрезания аудио файлов.

Читайте статью DSD против DSF против DFF >

Редактирование DSD

PCM в данном контексте может быть рассмотрено, как “мультибитное DSD”. Импульсно-кодовая модуляция не обязательно обозначает “24 бит / 352 кГц” и т.п. Автор рекоммендует использовать 32- or 64-bit float (с плавающей запятой) форматы. Рассматриваемый PCM содержит высокочастотный модуляционный шум. Но, для конвертирования этого “мультибитного DSD” в 1-бит необходима модуляция с .

Потери при редактировании с 1-бит/мультибит преобразованием примерно сравнимы с ресемплингом.

Звукозаписывающие студии могут распространять DSD записи без редактирования.

Также существует DXD формат. Это PCM (как правило, “24 bit / 352 kHz” и т.п.) с высокими частотами дискретизации, битовыми разрешениями и “наследственным” высокочастотным шумом DSD. К сожалению, этот шум может привести к слышимым продуктам нелинейных искажений. рекомендуется вырезать (фильтровать) этот шум перед нелинейными обработками.

Смотрите и делитесь: эксперимент в удалением высокочастотного шума

Читайте статьи

Читайте: Как устроен DSD конвертер

DSD vs DSF vs DFF Files Audio. What is difference

ЦАП. Цифро-аналоговый преобразователь

DSD vs PCM. Real competitors?

Прочтите: DSD формат аудио. Простое объяснение

Audio Converter List | Read Comparison

4. Из цифрового в аналоговое

Обратное преобразование из цифры в аналоговый сигнал (ЦАП) происходит проще. Мы имеем параллельный набор выводов микросхемы, в котором число выводов равно разрядности преобразуемого сигнала. Каждый разряд еще цифрового сигнала, имеет одну и ту же величину (напряжение). Сигнал пока еще параллельный-цифровой. Далее к каждому выводу подключена «R-2R» цепочка (сопротивление или резистор) и таким образом самому старшему разряду соответствуем высокое выходное напряжение, а младшему минимальное. В итоге комбинация значащих разрядов пропущенных через «R-2R» цепочки микшируется в один аналоговый сигнал. В конце находится высокочастотный фильтр. Вот и все =)

Аудио Форматы

Звук высокого разрешения представлен на физическом носителе в форматах дисков HDCD, SACD и DVD-Audio. Тем не менее, поскольку многие больше не пользуются физическими носителями, был предпринят стратегический шаг, чтобы предоставить слушателям возможность доступа к Hi-Res Audio через загрузку и потоковую передачу.

Нефизические форматы цифрового аудио высокого разрешения включают ALAC, AIFF, FLAC, WAV, DSD (тот же формат, который используется на дисках SACD) и PCM (с более высоким битом и частотой дискретизации, чем у CD).

Общим для всех этих форматов файлов является то, что они обеспечивают возможность прослушивания музыки более высокого качества, но, к сожалению, их файлы имеют большой размер, что означает, что чаще всего их необходимо загрузить перед прослушиванием.

Потоковое аудио – MQA в помощь

Хотя загрузка аудиофайлов в высоком разрешении, а затем прослушивание дома через домашнюю сеть, USB или копирование на совместимый портативный проигрыватель – это один из вариантов, потоковая передача на ходу гораздо удобнее.
Имея это в виду, процесс, разработанный MQA, делает потоковую передачу аудиофайлов практичной.

MQA расшифровывается как Master Quality Authenticated. Он обеспечивает алгоритм сжатия, который позволяет аудиофайлам Hi-Res помещаться в гораздо меньшем цифровом пространстве. Это позволяет передавать музыкальные файлы по требованию, вместо того, чтобы выполнять менее удобный шаг загрузки.

Результатом является возможность потоковой передачи аудиофайлов высокого разрешения по запросу, так же, как вы можете MP3 и другие форматы низкого разрешения, если у вас есть MQA-совместимое устройство. Хотя MQA-файлы могут передаваться в потоковом режиме, некоторые службы могут либо предоставлять только параметр загрузки, либо параметры потоковой передачи и загрузки.

Также важно отметить, что если ваше устройство не поддерживает MQA, вы все равно можете получить доступ к аудио через загрузку – вы просто не получите преимущества кодирования MQA. В число партнеров MQA Streaming and Download входят 7 Digital, Audirvana, Kripton HQM Store, Onkyo Music и TIDAL.
Некоторые из партнеров MQA Hardware Products включают Pioneer, Onkyo, Meridian, NAD и Technics

В число партнеров MQA Streaming and Download входят 7 Digital, Audirvana, Kripton HQM Store, Onkyo Music и TIDAL.
Некоторые из партнеров MQA Hardware Products включают Pioneer, Onkyo, Meridian, NAD и Technics.

Более подробную информацию о службах потоковой передачи и продуктах воспроизведения см. На странице партнеров MQA.

Hi-Res Audio – что нас ждёт

После многих лет прослушивания худшего качества звука из MP3 и других форматов сжатого аудио, инициатива hi-res audio призвана обеспечить меломанов высококачественным прослушиванием без привязки к физическим носителям. Предоставляются варианты загрузки и потоковой передачи, аудиофайлы в высоком разрешении доступны через несколько онлайн-сервисов.

Однако, чтобы воспользоваться преимуществами прослушивания звука высокого разрешения, необходимы как аппаратные средства, так и контент. Хотя возможность воспроизведения звука высокого разрешения включена в растущий ассортимент недорогих стереоресиверов и приемников для домашнего кинотеатра, выделенный сетевой аудиосигнал, совместимый с высоким разрешением, и портативные аудиоплееры могут стоить дорого, и, конечно, цена загрузки звука высокого разрешения и потоковая передача контента выше, чем аналогов в формате MP3 и Lo-Res.

Имея это в виду, несмотря на возросший интерес к аудиоконтенту и поддержку продукта, у аудио высокого разрешения есть свои недоброжелатели, и в настоящее время ведутся споры относительно его реальных преимуществ для большинства слушателей.

Если вы планируете перейти к прослушиванию звука высокого разрешения, определенно найдите и проведите свои собственные тесты прослушивания, чтобы увидеть, готовы ли вы платить цену входа.

Заключение

После долгих лет прослушивания низкого качества звука из MP3 и других форматов сжатого аудио, инициатива hi-res audio призвана обеспечить меломанов высококачественным прослушиванием без привязки к физическим носителям. Предоставляются варианты загрузки и потоковой передачи, а аудиофайлы в высоком разрешении доступны через несколько онлайн-сервисов.

Однако, чтобы воспользоваться преимуществами прослушивания высококачественного звука, необходимы как аппаратные средства, так и контент. Хотя возможность воспроизведения такого звука включена в растущий ассортимент недорогих стереоресиверов и приемников для домашнего кинотеатра, выделенный сетевой аудиосигнал с высоким разрешением и портативные аудиоплееры с высоким разрешением могут быть дорогостоящими, и, конечно, цена хорошего звука, загрузка и потоковая передача контента выше, чем у их аналогов в формате MP3 и Lo-Res.

Имея это в виду, несмотря на возросший аудиоконтент и поддержку продукта, у Hi-Res есть свои недоброжелатели, и в настоящее время ведутся споры относительно его реальных преимуществ для большинства слушателей.

Если вы планируете перейти к прослушиванию действительно хорошего звука, определенно найдите и проведите свои собственные тесты прослушивания, чтобы увидеть, стоит ли это попробовать.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookXВКонтакте
Напишите комментарий